Контроллер для игры Angry Birds на основе Arduino, гибкого датчика и потенциометра

Все началось с маленькой игры из “темных веков” под названием «Марио», в которой крошечный маленький парень прыгал на утках, чтобы спасти мою принцессу, пока не стал мужественным красивым принцем, бродящим в Персии (Prince of Persia), борющимся против темноты, чтобы спасти мой мир. Я думаю многие из посетителей нашего сайта выросли, играя в эти игры. Но рано или поздно игры надоедают какими увлекательными бы они не были. Но сейчас передовые игровые консоли предлагают игры виртуальной реальности, и это значительно улучшает эффект присутствия в игре по сравнению с управлением игрой с помощью обычной клавиатуры или мышки. И эти новые технологии часто позволяют вдохнуть вторую жизнь в старые игры.

Внешний вид контроллера для игры Angry Bird на основе Arduino, гибкого датчика и потенциометра

Этот проект предназначен для тех, кто устал играть в популярную компьютерную игру «Angry Birds» с помощью клавиатуры и мыши и хочет попробовать в ней что-нибудь новое. В нем рассмотрим совершенно новый способ управления в этой игре, основанный на использовании платы Arduino, гибкого датчика и потенциометра. Когда гибкий датчик будет изгибаться, птица на катапульте будет также изгибаться, а с помощью потенциометра вы сможете указывать направление, в котором она должна будет запускаться. Описанную в этой статье систему можно также использовать для управления курсором мыши с помощью потенциометра (вдруг это кому-нибудь пригодится). Более подробно про работу с гибким датчиком можно прочитать в этой статье.

Необходимые компоненты

Программное обеспечение

Arduino IDE
Processing IDE
Игра Angry Birds на компьютере

Аппаратное обеспечение

Плата Arduino (любой версии)
Потенциометр
Гибкий датчик (Flex Sensor)
Резистор 47 кОм
Соединительные провода
Макетная плата
Концепция проекта

Внешний вид гибкого датчика (датчика изгиба)

Плата Arduino будет считывать значения с потенциометра и гибкого датчика и передавать их на ноутбук/ПК через USB COM порт при помощи стандартной функции Serial.write(). Затем мы будем считывать эту информацию с помощью программной среды Processing и управлять курсором мыши, используя класс Robot в Java, который поддерживается средой разработки Processing IDE. Мы написали программу в Processing IDE, которая при изгибании (оттягивании) гибкого датчика будет делать клик левой кнопкой мыши и курсор мыши будет перемещаться в направлении X в зависимости от того, насколько оттянут гибкий датчик. Затем на основе значения с потенциометра мы будем перемещать курсор мыши в направлении Y, таким образом, мы сможем установить направление, в котором будет запускаться птица.

Внешний вид собранного контроллера

Работа схемы

Схема устройства представлена на следующем рисунке.

Схема контроллера для игры Angry Bird на основе Arduino, гибкого датчика и потенциометраКак можно видеть, мы просто подключили гибкий датчик и потенциометр к аналоговым входам (A0,A1) платы Arduino. Для подключения выхода гибкого датчика к Arduino мы использовали подтягивающий резистор на 47 кОм.

Вы можете соединить все эти компоненты схемы на макетной плате или спаять их на перфорированной плате и разместить все это, к примеру, на перчатках чтобы сделать проект более креативным. Но мы просто использовали макетную плату.

Объяснение программы для Arduino

Полный код программы приведен в конце статьи, здесь же объяснены наиболее важные его фрагменты.

В программе мы инициализировали последовательный порт для работы на скорости 9600 бод/с и начали считывание значений с выхода гибкого датчика и потенциометра. Как мы знаем, функция serial.write() может передавать только один байт данных в один момент времени. В одном байте 8 бит, следовательно, получаем 2^8 = 256. То есть мы сможем передавать значения от 0 до 256. Значит мы должны сжать (упаковать) значения с выхода гибкого датчика и потенциометра в число от 0 до 256.

Для этого мы будем использовать функцию map() в Arduino. Значения с выхода гибкого датчика конвертируются в диапазон от 5 до 100. То есть когда мы будем изгибать датчик, мы будем иметь инкремент значений начиная с 5 (до 100 при полном изгибе датчика), а когда мы будем отпускать его, то его значение снова будет возвращаться к 5. Для отслеживания кликов мыши мы будем использовать значения 0 и 1. 1 будет соответствовать нажатой кнопке мыши, а 0 – отпущенной кнопке мыши.

Аналогичным образом значения с выхода потенциометра конвертируются в диапазон от 101 до 200, используя функцию map(), и затем передаются в компьютер/ноутбук с помощью функции Serial.write().

Программа в Processing

Processing — это приложение для разработки с открытым исходным кодом, которое можно легко загрузить и использовать для разработки интересных проектов с использованием Arduino или других микроконтроллеров. На нашем сайте вы можете посмотреть все проекты, в которых была использована программная среда Processing.

В этом проекте мы использовали среду processing IDE чтобы считывать данные с COM порта и управлять указателем мыши основываясь на данных полученных по COM порту. Полный код программы в Processing для этого проекта можно загрузить по этой ссылке — Processing Code for Angry Bird Game Controller (клик правой кнопкой мыши и выберите ‘Сохранить как’).

Данные, поступающие по COM порту, необходимо считывать с той же самой скоростью, с которой они передаются платой Arduino. Удостоверьтесь с помощью диспетчера устройств, что Arduino подсоединена к COM порту. В нашем случае Arduino подключена к порту COM3 (у вас это может быть другой порт – внесите соответствующие изменения в программу), это 0-й порт в нашем компьютере, поэтому для настройки COM порта используем следующую команду:

port = new Serial(this,Serial.list()[0],9600);

Как правильно определить порт в подобных ситуациях описано в данной статье.

Поскольку данные от Arduino поступают к нам в запакованном виде, то здесь (в Processing) мы их должны снова распаковать и использовать для задания положения указателя мыши.

if (port.available()>0)
{
data=port.read();
println(data); // считываем данные с COM порта и сохраняем их в переменной data
}
if (data>=101 && data<=201) //если значение data находится в диапазоне от 101 до 201, то значит в нем присутствуют значения с выхода потенциометра
{
Turn = int (map (data,101,201,0,100)); //используем эти значения чтобы повернуть катапульту
}
if (data>=5 && data <=100) // если значение data находится в диапазоне от 5 до 100, то значит в нем присутствуют значения с выхода гибкого датчика
{ Pull = int (map(data,5,100,0,100));} //используем эти значения чтобы повернуть катапульту
if (data == 1)
click = true; //используем это значение чтобы нажать кнопку мыши
if (data == 0)
click = false; // используем это значение чтобы отпустить кнопку мыши

Теперь, поскольку мы разграничили данные, получаемые по COM порту, мы можем контролировать мышку используя Robot Java Class в программной среде Processing. Команда robot.mouseMove(crntX-Pull, crntY+Turn); может быть использована для перемещения указателя мыши в любую позицию, а команды robot.mousePress(InputEvent.BUTTON1_DOWN_MASK); и robot.mouseRelease(InputEvent.BUTTON1_DOWN_MASK); можно использовать для нажатия и отпускания кнопки мыши соответственно.

if (click == false) //когда гибкий датчик не изогнут
{
crntX = (int)p.getX() ; crntY = (int)p.getY() ;
if (Pull>50)
robot.mouseRelease(InputEvent.BUTTON1_DOWN_MASK); //отпускаем кнопку мыши
}
if (click == true) //когда гибкий датчик изогнут
{
robot.mousePress(InputEvent.BUTTON1_DOWN_MASK); //нажимаем кнопку мыши
robot.mouseMove(crntX-Pull, crntY+Turn); // передвигаем указатель мыши в позицию, зависящую от значений с выходов гибкого датчика и потенциометра
}
}

Когда наша программа будет запущена в processing IDE, она покажет на экране компьютера небольшое диалоговое окно, в котором можно увидеть текущие значения указателя мыши, значения с выходов гибкого датчика и потенциометра, а также нажата ли кнопка мыши или нет.

Диалоговое окно во время работы программы на Processing

Эти значения можно использовать для отладки программы (при необходимости).

Работа проекта

Соберите аппаратную часть проекта и загрузите код программы (приведенный в конце статьи) в плату Arduino. Затем определите к какому COM порту в вашем компьютере подключена плата Arduino и внесите соответствующие изменения в код программы в Processing. Скомпилируйте и запустите программу в Processing.

После этого запустите игру Angry Birds, поместите ваш курсор рядом с катапультой и согните гибкий датчик чтобы птица на катапульте также изогнулась. Затем дополнительно задайте направление полета птицы с помощью потенциометра. После этого отпустите гибкий датчик.

EEEEWWWWWEEEEEEEEEE!!!!!!!!!!……………

Работа проекта на экране компьютераВаша птица полетит в воздух и приземлится. Прямо на поросят. Более подробно весь этот процесс показан на видео в конце статьи.

Исходный код программы

Большинство комментариев к данной программе переведено в разделе “Объяснение программы для Arduino” данной статьи.

Видео, демонстрирующее работу схемы

(Проголосуй первым!)
Загрузка...
23 просмотров


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *